Penghilangan Gas dengan Nitrogen Menggunakan Unit Penghilang Gas Rotari

Proses penghilangan gas dengan nitrogen secara bertahap telah dihapuskan dalam industri aluminium modern; bahan pelebur umumnya digunakan bersamaan dengan nitrogen.

Gunakan gas klorin aktif sebagai agen pemurnian (metode klorinasi). Dalam metode klorinasi, ketika gas klorin dialirkan ke dalam cairan aluminium, terbentuklah banyak gelembung yang sangat kecil, yang kemudian tercampur secara merata dalam cairan aluminium tersebut. Hidrogen yang terlarut dalam aluminium cair dan beberapa inklusi mekanis teradsorpsi pada gelembung AlCl₃ dan dikeluarkan saat gelembung tersebut naik ke permukaan aluminium cair. Saat gas klorin dimasukkan, beberapa unsur yang lebih negatif daripada aluminium dapat terklorinasi, seperti kalsium, natrium, magnesium, dll., yang dipisahkan menjadi klorida masing-masing akibat masuknya gas klorin. Oleh karena itu, metode klorinasi merupakan metode pemurnian yang sangat efektif. Jumlah gas klorin yang dibutuhkan adalah 500–700 g per ton aluminium. Namun, karena gas klorin bersifat beracun dan mahal, serta untuk menghindari polusi udara dan mengurangi biaya produksi ingot aluminium, metode ini secara bertahap dihapuskan dalam industri aluminium modern dan diganti dengan metode pemurnian menggunakan gas inert—nitrogen.

Gas inert yang dimaksud di sini adalah gas yang tidak bereaksi secara kimia dengan aluminium cair serta gas dan pengotor yang terlarut di dalamnya, dan tidak larut dalam aluminium cair itu sendiri. Sebagai contoh, proses degassing dengan nitrogen. Aluminium cair secara terus-menerus dimasukkan ke dalam tungku pemurnian dan dialiri nitrogen, sehingga inklusi non-logam dan hidrogen terlarut dalam aluminium cair tersebut dihilangkan, lalu dikeluarkan secara terus-menerus, sehingga gelembung-gelembung nitrogen halus tersebar merata dalam aluminium cair yang telah diolah. Nitrogen yang digunakan untuk penghilangan gas dari aluminium tidak menimbulkan polusi terhadap atmosfer, dan kapasitas pemurniannya besar. Proses penghilangan gas dengan nitrogen dapat memproses 200–600 kg aluminium cair per menit, dan kerugian aluminium yang disebabkan oleh proses pemurnian tersebut relatif lebih kecil, sehingga metode ini banyak digunakan.

Daftar Isi

Penghilangan Gas dengan Nitrogen

Pertama, setelah nitrogen ditiupkan ke dalam logam cair, terbentuklah sejumlah besar gelembung nitrogen. Pada permukaan kontak antara gelembung dan logam cair, pada awalnya hanya terdapat nitrogen di dalam gelembung, tetapi karena tekanan, hidrogen dalam logam cair masuk ke dalam gelembung nitrogen, dan gelembung nitrogen yang mengandung hidrogen tersebut naik ke permukaan cairan karena gaya apung. Gelembung tersebut kemudian keluar ke atmosfer, sehingga menghilangkan hidrogen dari logam. Untuk memastikan gas tersebut terbuang sepenuhnya, gelembung nitrogen yang dihembuskan harus dinaikkan secara perlahan selama operasi, dan area kontak antara gelembung dan logam harus seluas mungkin. Oleh karena itu, volume gelembung yang ditiupkan harus sekecil mungkin. Hal ini akan mengeluarkan banyak gas. Nitrogen yang akan ditiupkan harus sangat murni dan bebas dari kontaminan gas lain; selain itu, kandungan airnya harus seminimal mungkin. Ketika nitrogen digunakan untuk pemurnian, kecepatan penghilangan gas lambat, gas di dalam logam tidak dapat dihilangkan sepenuhnya, dan efek pemurnian terhadap kontaminan non-logam sangat kecil. Bahan fluks umumnya digunakan bersamaan dengan nitrogen, yang akan meningkatkan efek penghilangan gas

Karena luasnya area aerasi di dalam tungku aluminium cair, distribusi gas sulit untuk merata, gelembung naik terlalu cepat, dan penggunaan fluks dalam jumlah besar menyebabkan kondisi kerja yang buruk serta dampak lingkungan. Dalam proses pengecoran ulang aluminium cair yang telah dimurnikan, terbentuk lapisan oksida akibat kerusakan cepat pada aluminium cair, yang meningkatkan kemungkinan adanya inklusi terak dalam ingot. Oleh karena itu, dalam beberapa tahun terakhir, dalam teknologi pengecoran kontinu aluminium dan paduan aluminium, proses pemurnian aluminium cair telah diterapkan melalui kombinasi filtrasi dan peniupan udara di luar tungku. Aluminium cair yang telah dimurnikan tersebut kemudian dapat dituang.